關(guān)鍵字：超級電池 石墨烯 鋰空氣電池 電子模塊
劍橋大學(xué)(Cambridge University)在電化學(xué)領(lǐng)域的一項突破，或將催生可充電的超級電池。這種電池在給定空間內存儲的能量是目前最好電池的五倍，可大大拓展電動(dòng)汽車(chē)的續航里程，并可能大幅改觀(guān)電力存儲的經(jīng)濟效益。
化學(xué)教授克萊爾·格雷(Clare Grey)和她的團隊攻克了鋰空氣電池開(kāi)發(fā)中的技術(shù)難關(guān)。理論上說(shuō)，只有這種電池能讓電動(dòng)汽車(chē)在不必攜帶巨大而笨重的電池組的情況下，擁有可媲美汽油車(chē)及柴油車(chē)的續航里程。
如果能把該技術(shù)從實(shí)驗室的演示品轉變?yōu)樯唐?，將令汽?chē)只充一次電就能從倫敦駛到愛(ài)丁堡（約合648公里——譯者注），所用電池的成本和重量卻只有今日電動(dòng)汽車(chē)所用鋰離子電池的五分之一。
格雷教授表示：“我們取得的成就使這項技術(shù)向前邁出了重要一步，預示著(zhù)全新的研究領(lǐng)域。我們仍未全盤(pán)解決這一化學(xué)機制所固有的問(wèn)題，但我們的成果確實(shí)揭示了前行的道路。”
和目前的可充電電池中盛行的鋰離子技術(shù)相比，鋰空氣電池理論上擁有巨大的優(yōu)勢——其能量密度可能要高10倍——以至于全球的研究人員都在開(kāi)展鋰空氣電池的研究。
發(fā)表在《科學(xué)》(Science)期刊上的一篇研究論文顯示，劍橋的這個(gè)團隊攻克了這種技術(shù)中的部分實(shí)際問(wèn)題——尤其是化學(xué)上的不穩定問(wèn)題。在此之前，由于這種化學(xué)上的不穩定，鋰空氣電池會(huì )顯示出性能迅速衰退的現象。
鋰空氣電池的基本化學(xué)原理十分簡(jiǎn)單。這種電池通過(guò)鋰和氧結合成過(guò)氧化鋰實(shí)現放電，再通過(guò)施加電流逆轉這一過(guò)程而完成充電。而如何可靠地令上述反應在許多周期內反復發(fā)生，則是該技術(shù)面臨的挑戰。
劍橋的科學(xué)家對相關(guān)化學(xué)過(guò)程做了調整，以提高其可控性。比如，他們將過(guò)氧化鋰轉變?yōu)楦滋幚淼臍溲趸?，還向系統中添加了碘化鋰，并用石墨烯制作了滲透性極好的“蓬松”電極。所謂石墨烯，是12年前曼徹斯特大學(xué)(Manchester University)發(fā)現的一種碳的同素異形體。
研究人員表示，劍橋實(shí)驗室中展示的電池系統效率達90%，可充電2000次。不過(guò)他們表示，可能至少還需10年的工作，才能將該電池變?yōu)榭捎糜谄?chē)和電網(wǎng)蓄電的商業(yè)電池。電網(wǎng)蓄電裝置用于存儲太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電站間歇發(fā)出的電力，以便在需要的時(shí)候使用。
格雷教授表示：“我們獲得了該技術(shù)的專(zhuān)利，其知識產(chǎn)權歸劍橋大學(xué)商業(yè)化機構劍橋實(shí)業(yè)(Cambridge Enterprise)所有。我們正與多家公司合作推進(jìn)這項技術(shù)。”
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